Изменение агрохимических свойств автоморфных почв лесостепи Присалаирья М.И.Степанов, директор ФГУ ЦАС «Новосибирский»
В многолетних режимных наблюдениях на реперных участках локального мониторинга установлено снижение содержания гумуса в пахотном слое серой лесной почвы и черноземе выщелоченном. Вместе с тем, в серой лесной почве отмечено уменьшение содержания обменного калия, в черноземе выщелоченном – подвижного фосфора.
Ключевые слова: серая лесная почва, чернозем выщелоченный, гумус, кислотность, подвижный фосфор, обменный калий.
Серые лесные почвы и выщелоченный чернозем являются основными типами пахотных почв зоны лесостепи Присалаирья Новосибирской области. На Приобском плато серые лесные почвы залегают крупными массивами [1]. Площадь распаханных серых лесных почв на территории области превышает 524 тыс.га, что составляет 13,2% от всей площади пашни [2]. Формирование серых лесных почв происходит при одновременном действии двух противоположных процессов: гумусово-аккумулятивного и оподзоливания. По мнению В.А.Хмелева [2] к термину «лесные» следует добавлять термин «оподзоленные», тем самым оттеняя, что до распашки в серых лесных почвах совершался, наряду с гумусово-аккумулятивным, и элювиально-иллювиальный процесс оподзоливания.
В Новосибирской области в составе пахотных почв подтип выщелоченных черноземов занимает 678 тыс.га, что составляет 17,1% от площади пашни [2]. Выщелоченные черноземы лесостепи Присалаирья сформированы в условиях континентального климата. Длительный период сезонной мерзлоты и позднее оттаивание сокращенный вегетационный период приводят к кратковременности протекания микробиологических процессов, охватывающий относительно небольшой по мощности почвенный слой.
Целью наших исследований явилось изучение изменения агрохимических свойств доминирующих автоморфных почв лесостепи Приобья: серой лесной оподзоленной почвы и чернозема выщелоченного. Исследования осуществлялись на базе стационарных наблюдений в сети реперных участков, заложенных в соответствии с общероссийской программой ЦИНАО в 1991 году [3]. Площадь участка составляет 8га. Каждый участок разбит на 4 элементарных единицы размером 2га. Почвенные образцы отбирались ежегодно весной с глубины пахотного слоя. На каждом элементарном участке отбирался один смешанный образец, составленный из 10 индивидуальных проб.
На реперных участках объектами исследований были:
Методы анализа: определение гумуса по Тюрину в модификации ЦИНАО, рН солевой в 1 Нkcl, подвижного фосфора и обменного калия – по Чирикову в 0,5 Н CH3СООН, нитратного азота – ионометрически. За период исследований минеральные и органические удобрения на реперных участках не вносились.
Тип почвы | Гумус, % | рНKCl | Р2О5, мг/кг | К2О, мг/кг |
Серая лесная оподзоленная | 3,6 | 4,3 | 144 | 89 |
Чернозем выщелоченный | 8,6 | 6,0 | 164 | 262 |
Многолетние режимные наблюдения позволили выявить изменения агрохимических свойств изучаемых объектов. В серой лесной оподзоленной почве содержание гумуса за 1991-2000г.г. (по отношению к исходному количеству) уменьшилось на 0,3%, а за период с 1991-2005г.г. (14 лет наблюдений» - на 0,6% (табл. 1-2)). Снижение запасов гумуса продолжалось и в 2006-2008 годах. За период 1991-2008г.г. снижение запасов органического вещества составила 0,8%.
Показатели кислотности (рНKCl) за 1991-2008 годы (17 лет исследований) в серой лесной оподзоленной почве изменились незначительно - на 0,1 единицу по сравнению с исходным значением.
Содержание подвижного фосфора, оставаясь в градации повышенной обеспеченности, за период с 1991-2008г.г. в серой лесной оподзоленной почве снизилось на 6 мг/кг почвы. В тоже время, в серой лесной оподзоленной почве следует отметить явную тенденцию снижения содержания обменного калия. Так, за период исследований (1991-2008г.г.) содержание калия по отношению к исходному показателю уменьшилось на 33 мг/кг. Тем самым произошло перераспределение почвы по степени обеспеченности калием: из градации повышенной обеспеченности в градацию менее обеспеченную – среднюю.
В черноземе выщелоченном падение содержания обменного калия за период исследований, по отношению к исходным параметрам, составило 139 мг/кг, оставаясь в градации очень высокой степени обеспеченности. Тем не менее, по содержанию обменного калия выщелоченный чернозем остался в градации очень высокой степени обеспеченности.
Годы исследований | Содержание гумуса, % | Кислотность, рНKCl | Подвижный Р2О5, мг/кг | Обменный К2О, мг/кг |
Серая лесная почва | ||||
1991-1995 | 3,3 | 4,5 | 149 | 86 |
1996-2000 | 3,3 | 4,3 | 129 | 81 |
2001-2005 | 3,0 | 4,2 | 150 | 71 |
2006 | 2,9 | 4,1 | 154 | 72 |
2007 | 2,8 | 4,2 | 156 | 76 |
2008 | 2,8 | 4,2 | 138 | 56 |
Чернозем выщелоченный | ||||
1991-1995 | 7,5 | 6,1 | 152 | 238 |
1996-2000 | 7,4 | 6,1 | 133 | 214 |
2001-2005 | 6,8 | 6,0 | 151 | 190 |
2006 | 6,6 | 6,1 | 145 | 165 |
2007 | 6,7 | 6,0 | 152 | 155 |
2008 | 6,3 | 5,9 | 134 | 149 |
Интенсивное снижение содержания гумуса за годы исследований выявлено и в черноземе выщелоченном. По отношению к исходным показателям (1991-1995г.г.) содержание гумуса по состоянию на 2001-2005г.г. (14 лет) уменьшилось на 0,7% (табл.2). Тенденция убыли органического вещества продолжалось и в 2006-2008 годах. За все годы исследований (1991-2008) содержание гумуса выщелоченного чернозема снизилось на 1,2%. Реакция почвенного раствора рассматриваемого объекта практически не изменилась, оставаясь в градации среды близко к нейтральной. В черноземе выщелоченном заметное снижение содержания подвижных фосфатов произошло за период 1991-1995 г.г. За это время содержание подвижного фосфора уменьшилось на 12 мг/кг почвы. В дальнейшем, по годам исследований, содержание фосфатов варьировало также в сторону снижения. За период 1991-2008г.г. (17 лет наблюдений) содержание подвижного фосфора в пахотном горизонте выщелоченного чернозема уменьшилось на 30 мг/кг почвы. В связи с этим, по степени обеспеченности фосфором чернозем выщелоченный из градации высокой обеспеченности перешел в более низкую градацию – повышенной обеспеченности. Динамичность содержания минеральных форм азота в пахотных почвах Приобья была отмечена и ранее [4]. В период наиболее интенсивного поглощения элементов питания растениями и увлажнения годы наблюдалось почти полное исчезновение минерального азота из верхней части почвенного профиля. Известно, что преобладающей формой азотного минерального питания на автоморфных почвах Западной Сибири является азот нитратов [5, 6]. Авторами установлено, что количество нитратного азота изменяется в зависимости от содержания гумуса, предшественников, погодных условий и уровня агротехники.
По данным наших исследований, максимальное содержание нитратного азота - 13,8 мг/кг (в среднем за 1996-2000г.г.) в серой лесной оподзоленной почве наблюдалось после парования участка и посевов 1 культуры после пара.
В пахотном слое чернозема выщелоченного, генетически более гумусированного по отношению к серой лесной почве, также наблюдалась тенденция увеличения содержания нитратов в 1996-2000 годах до 19,8 мг/кг. По непаровым предшественникам содержание нитратного азота варьировало по годам исследований в следующих значениях: в серой лесной оподзоленной почве от 9,6 (1991-1995г.г.) до 5,5 мг/кг (2001-2005г.г.) в черноземе выщелоченном, соответственно, от 11,9 до 14,1 мг/кг.
Таким образом, в результате многолетних режимных наблюдений на реперных участках локального мониторинга установлено снижение содержания гумуса в серой лесной почве на 0,8% (1991-2008г.г.) в черноземе выщелоченном на 1,2% (1991-2008г.г.). Вместе с тем, в серой лесной почве отмечено уменьшение содержания обменного калия за 1991-2000г.г., по сравнению с исходным содержанием на 33 мг/кг, в черноземе выщелоченном – на 113 мг/кг. За 17 лет наблюдений в черноземе выщелоченном отмечено снижение содержания подвижных фосфатов по сравнению с исходными величинами на 30 мг/кг почвы. Интенсивное снижение содержания обменного калия в серой лесной почве и подвижного фосфора в черноземе выщелоченном привело к переходу изучаемых объектов в градации менее обеспеченные данными элементами.